紫罗兰素对骨肉瘤、神经母细胞瘤和三阴性乳腺癌3D球体的抗肿瘤活性研究

本研究针对难治性肿瘤（骨肉瘤、神经母细胞瘤和三阴性乳腺癌）的耐药性和治疗挑战，通过3D球体模型评估天然化合物紫罗兰素（violacein）的细胞毒性作用。研究发现，紫罗兰素在0.5 μM浓度下即可显著诱导肿瘤细胞死亡，尤其对化疗/放疗耐药的神经母细胞瘤球体也表现出1 μM起的毒性效应。该研究为紫罗兰素在实体瘤治疗中的应用提供了更接近体内微环境的实验依据，具有重要的转化医学价值。

　　

在癌症治疗领域，实体瘤的复杂微环境和耐药性始终是难以逾越的障碍。以骨肉瘤为例，这种恶性骨肿瘤对传统化疗易产生耐药性；神经母细胞瘤作为儿童最常见的颅外实体瘤，高风险患者5年生存率仅50-60%；而三阴性乳腺癌（TNBC）因缺乏激素受体靶点，治疗选择极为有限。更棘手的是，传统二维（2D）细胞培养模型无法模拟肿瘤在体内的三维（3D）结构和微环境特征，导致许多在实验室表现优异的化合物在临床试验中折戟沉沙。

来自圣保罗研究基金会（FAPESP）和澳大利亚医学研究未来基金（MRFF）支持的研究团队，在《Toxicon》发表的研究中创新性地采用3D球体模型，系统评估了天然色素紫罗兰素（violacein）对三类难治性肿瘤的作用。这种由Chromobacterium violaceum细菌产生的次级代谢产物，此前已被证明对白血病、黑色素瘤等癌症有效，但其在3D模型中对实体瘤的效果尚属未知。

研究采用低附着板离心法构建骨肉瘤（U2OS、SaOS）、神经母细胞瘤（SMS-KAN、SMS-KANR）和TNBC（MDA-MB-231）的3D球体，通过活细胞成像技术监测紫罗兰素处理后球体形态变化和碘化丙啶（PI）染色显示的细胞死亡。浓度梯度设置为0.1-5 μM，以模拟不同给药场景。

【细胞培养】所有细胞系在37°C、5% CO₂条件下培养，骨肉瘤使用高糖DMEM培养基，神经母细胞瘤采用特定配方培养基，TNBC则用RPMI-1640培养。

【紫罗兰素诱导骨肉瘤球体细胞毒性】通过Python编写的图像分析程序量化发现，0.5 μM紫罗兰素即可使U2OS和SaOS球体面积显著缩小（p<0.05），PI荧光强度增加3倍，表明其能穿透致密球体结构诱导细胞死亡。

【神经母细胞瘤的差异化响应】值得注意的是，化疗/放疗耐药株SMS-KANR需要1 μM才出现明显毒性效应，提示紫罗兰素可能通过不同于传统疗法的通路发挥作用。

【TNBC球体的剂量依赖性死亡】MDA-MB-231球体在2.5 μM处理48小时后出现核心坏死，IC₅₀为1.647 μM，这与既往2D模型数据相比更接近临床预期浓度。

讨论部分指出，紫罗兰素在模拟肿瘤真实微环境的3D模型中仍保持活性，其通过破坏球体结构完整性、诱导坏死等机制发挥作用。特别在耐药性神经母细胞瘤中展现的活性，为克服肿瘤异质性和微环境介导的耐药提供了新思路。研究同时证实，3D模型相比传统2D培养能更准确地预测化合物毒性阈值，如TNBC的IC₅₀在3D系统中比文献报道的2D数据高约30%。

该研究的突破性在于：首次系统评估紫罗兰素对三类临床难治肿瘤3D模型的作用；建立神经母细胞瘤耐药株的球体评价体系；验证3D模型在天然化合物筛选中的优势。这些发现为紫罗兰素的临床转化奠定了坚实基础，尤其为缺乏靶向治疗选择的TNBC和儿童神经母细胞瘤患者带来了新的治疗希望。未来研究可进一步探索紫罗兰素与免疫检查点抑制剂的联用效果，以及其在肿瘤干细胞亚群中的特异性作用。